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Title
Vergleich und Charakterisierung ausgewählter Escherichia coli Isolate von Menschen und Hühnern aus Nigeria
Additional Titles
Comparison and characterization of selected Escherichia coli isolates from humans and chickens from Nigeria
AuthorLoidl, Christiane
Thesis advisorDürschmied, Bernhard
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Escherichia coli / Resistenzgene / Whole Genome Sequencing
Keywords (EN)Escherichia coli / resistance genes / Whole Genome Sequencing
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Escherichia coli (E. coli) sind Erreger von einer Vielzahl an Infektionen, die vorrangig durch Antibiotika behandelt werden. Die häufige Verwendung von Antibiotika führt zur gesteigerten Prävalenz von resistenten Bakterien. Die weltweite Zunahme der Resistenzbildung bei E. coli stellt ein ernstzunehmendes Problem dar.

Im Zuge dieser Studie wurden Daten bezüglich der Resistenzlage und vorhandener Resistenzgene bei Menschen und Hühnern in Nigeria gewonnen. Insgesamt wurden 46 E. coli untersucht. Von diesen waren neun multiresistent und 25 zeigten Resistenzen gegen ein oder zwei antimikrobielle Substanzen. Es wurden sieben ESBL-Bildner detektiert. Im Vergleich der Human- und Hühnerproben aus Nigeria zeigte sich mit Ausnahme der ESBL-Bildner ein überwiegend ähnliches phänotypisches Resistenzverhalten.

Whole Genome Sequencing (WGS) von 16 ausgewählten E. coli wurde am Illumina MiSeq durchgeführt. Die Ergebnisse des WGS wurden nach ihrem Ursprung, nach Art des Probenmaterials, sowie nach dem Sequenztyp, Serotyp und Fimbrien-Typ verglichen. Es zeigten sich Unterschiede und Gemeinsamkeiten einiger Isolate von Menschen und Hühnern sowohl innerhalb der beiden Spezies als auch zwischen den beiden Spezies. Gleiches gilt für den Vergleich von gesunden und kranken Menschen und den Arten des Probenmaterials. Weiters wurden die Resistsenzgene, Plasmide, Virulenzfaktoren und Antibiotikaresistenzdeterminanten der sequenzierten E. coli untersucht. Im Genom jedes Isolats wurde eine Vielzahl an Resistenzgenen detektiert. Es kam ein Teil dieser in der phänotypischen Resistenztestung zur Ausprägung. Dies lässt den Rückschluss zu, dass WGS als Methode zur Vorhersage der phänotypischen Antibiotikaresistenz von E. coli nicht geeignet ist. Eine klassische Testung des Phänotyps wird auch in Zukunft immer noch Standard bleiben müssen. Dessen ungeachtet liefert Whole Genome Sequencing eine Vielzahl an zusätzlichen Informationen und bietet viele Einsatzmöglichkeiten, die für Therapie und Forschung von großem Interesse sind.

Abstract (English)

Escherichia coli (E. coli) are pathogens that cause a multitude of infections, which are primarily treated with antibiotics. The frequent use of antibiotics increases the prevalence of resistant bacteria. The worldwide increase in development of antibiotic resistance of E. coli presents a serious problem.

During this study data regarding the situation of resistance and existing resistance genes of humans and chicken from Nigeria are obtained. Altogether 46 E. coli were investigated. Nine of these were multi-drug resistant and 25 showed resistance to one or two antimicrobial substances. Seven producers of ESBL were detected. In comparison the isolates from humans and chickens from Nigeria showed mainly a similar phenotypically resistance profile, except for ESBL-producers.

Whole Genome Sequencing (WGS) of 16 selected E. coli was conducted on Illumina MiSeq. The results of WGS were compared regarding their source, their sample material, as well as in terms of their sequence type, serotype and type of fimbriae. It appeared that some isolates from humans and chicken had differences and similarities, within the species and between the two species. The same applies to ill and healthy humans and to the sample materials. Furthermore, resistance genes, plasmids, virulence factors and antibiotic resistance determinants of the sequenced E. coli were investigated. In the genome of each isolate many resistance genes were detected. Some of these were observed in the tested resistance phenotype. This leads to the conclusion that WGS as a method is not appropriate for the prediction of phenotypic antibiotic resistance of E. coli. Classical testing of the phenotype will still have to be standard in the future. Nevertheless, WGS offers a multitude of additional information and provides many possible applications, which are of great interest for therapy and research.

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